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一、电气连接中接触电阻的形成
在大气中铝材、铜材表面会生成Al2O3、CuO氧化膜,这些氧化物的导电性能极差,电阻率可达1*107~1*108欧姆米且不容易去除,这将大大增加接触区域的无机膜接触电阻(简称膜电阻Rb)
图1 束流电阻示意图
在显微镜下观察导体的表面和连接处,其表面存在很多坑洼,导体间的连接实际上是点接触,当电流流过时,电流发生剧烈的收缩现象,形成束流电阻RS(图1)。导体接触面膜电阻Rb和束流电阻RS之和即构成接触电阻Rj。
Rj=Rb+Rs=K/(0.102F)n
式中F---接触压力
n---与接触形式(电、线、面接触)、压力范围、接触点数量及接触点分布情况相关的指数
K---与接触材料、表面状况、接触方式有关的系数
二、电气连接中接触电阻的危害
1、增加电能损耗
接触电阻越大,损耗越大
2、造成连接处发热
接触电阻Rj越大,产生焦耳热效应的损耗越大,连接处发热越严重,使接触处温升增高;
3、连接处产生压降
接触电阻Rj在连接处产生一定的压降
三、电接触保护脂在电气连接中的作用
降低接触电阻传统的方法有两种,一种是超声波搪锡或镀银,另一种是涂抹凡士林。超声波搪锡或镀银效果虽不错,但必须购置专用的超声波搪锡设备,工艺比较复杂,一般不常采用。涂敷凡士林只能减少刚处理好的金属表面氧化膜的生成,而不能起到长期保护作用。而采用新型的电接触保护材料---电接触保护脂,可直接涂敷接触面,既能代替传统的搪锡镀银工艺,且实施经济方便,操作简单,完全能解决上述问题。
1、 金属保护作用
电接触保护脂涂敷在干净的铜、铝等金属表面,形成致密的保护膜,能长时间抵抗盐雾、霉菌、潮热及各种气体化学腐蚀因子的腐蚀,从而控制膜电阻的增加;
2、 降低接触电阻作用
电接触保护脂涂敷在电接触面能形成分子隧道效应导电,相当于增大有效接触面积,有效降低接触电阻中的束流电阻RS;
3、 润滑抗磨作用
电接触保护脂摩擦系数极小,涂敷在滑动接触或可开可合接触部位,能大大减小摩擦力,减少磨损,有效延长电控部件的使用寿命。
4、 稳定的节能降耗作用
电接触保护脂与金属的结合原理不是范德华力结合,而是化学配位结合,较前者结合力强60倍,高温不流淌,低温不结焦,常规环境中固定接触部位使用的有效寿命可达10年。
四、电接触保护脂的涂敷工艺及应用
1、电接触保护脂的特性与工艺
电接触保护脂是人工合成的有机类功能材料,不含金属粉末,不含矿物油,成中性,正常工作温度范围-60℃~300℃,不流淌,不结焦,无毒,不燃;能有效降低接触电阻20%以上。
工艺流程:①清理:用砂纸打磨电接触导体表面至光亮并用软布擦掉表面尘埃,无严重锈蚀的用软布沾无水酒精擦拭干净即可;②涂敷:用毛刷或刮刀在电接触表面均匀涂敷一层电接触保护脂,5~15微米厚即可。如果对电接触面有无尘的要求,请在涂敷电接触保护脂3分钟后用干净的软布擦去表层的保护脂,不影响正常使用效果。
2、电接触保护脂的应用案例
①湖南三立集团实验数据体现,降阻率达到39.7%,温升下降了33%,防稀硫酸腐蚀的效果非常明显,能有效延长各连接部件的使用寿命,认为值得大力推广使用。
②中国铝业河南企业电解铝:将“电神”涂敷于铝电解槽立柱母线与平等母线搭接部位,节电效果显著。使用结果证明:不仅可以降低接触压降,节约大量有功电度,而且可以明显降低接触处的温升,使触头不致过热而烧毁,对安全运行有很大的意义,也可节省检修费用。“电神”可以代替铜铝过渡夹,使用时消耗的材料费仅占年节电费的3% 。
③开封化工厂烧碱车间将“电神”涂敷在电解工段电解槽上的阳极和阴极的搭接处,“电神”没有软化流失现象,接触电阻稳定,接触良好,温升得到了有效控制。
④河南万基铝业动力车间从2006年11月开始使用“电神”,主要用于10KV系统高压开关和380V配电室开关触头,触头发热想象明显降低,触点接触良好,未出现触点溶蚀现象。证明“电神”能起到降低接触电阻,降低发热,保证接触良好,能有效的保护和延长电气设备的使用寿命。
⑤北京工业安装集团,在某管道铺设中,对其350台电焊机一些电接触部位,用电神电接触保护脂涂缚以后。经测量,焊把温度由以前的150度,降至涂缚后的60度。大大提高了焊把的使用寿命。以前因为高温,每个月都要换一次焊把,仅此每月开支25000元。直接节约了30万。还不包括节电 提高工人劳动条件等其他效益。
⑥湘麓山庄工程部从2006年12月开始在配电间直流屏电池的接线柱上使用“电神”,再未出现接触不良和发热现象,原有触点氧化现象得到了有效控制。
……
综上所述,在电路各连接部位使用电接触保护脂不仅可以防止电接触部位的氧化腐蚀,保证电路的安全运行,还具有一定的节能降耗作用。
----------陈建国(湖南博伟)
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